- •Виды ингибирования
- •1. Обратимое 2. Необратимое
- •Сходство строения сульфаниламидов и парааминобензойной кислоты, компонента витамина в9
- •1. Специфические и неспецифические ингибиторы
- •1. Пространственная локализация ферментов
- •2. Структура метаболических путей
- •1. Регуляция количества молекул фермента в клетке
- •2. Регуляция скорости ферментативной реакции доступностью молекул субстрата и коферментов
- •3. Регуляция каталитической активности ферментов
- •Основные способы регуляции активности ферментов:
- •Аллостерическая регуляция
- •Регуляция каталитической активности ферментов белок-белковыми взаимодействиями.
- •Активация ферментов в результате присоединения регуляторных белков.
- •Регуляция каталитической активности ферментов ассоциацией/диссоциацией протомеров.
- •Регуляция каталитической активности ферментов путём фосфорилирования/дефосфорилирования
- •Регуляция каталитической активности ферментов частичным (ограниченным) протеолизом
- •Нарушение образования конечных продуктов
- •Энзимодиагностика
- •Энзимотерапия -
Регуляция каталитической активности ферментов белок-белковыми взаимодействиями.
2 механизма:
- в результате присоединения регуляторных белков;
- вследствие ассоциации или диссоциации протомеров фермента.
Активация ферментов в результате присоединения регуляторных белков.
на примере активации фермента аденилатциклазы, локализованной в плазматической мембране клетки.
Активный центр аденилатциклазы локализован на внутренней стороне плазматической мембраны. Активированная аденилатциклаза катализирует реакцию образования из АТФ циклического 3',5'-АМФ (цАМФ) - вторичного, внутриклеточного посредника действия гормонов.
В мембране аденилатциклаза функционирует в комплексе с другими белками:
рецептором гормона, выступающего во внеклеточную среду и взаимодействующего с гормонами;
с G-белком, занимающим промежуточное положение между рецептором и ферментом аденилатциклазой. G-белок - олиго-мерный белок, состоящий из 3 субъединиц - α, β, γ. α-субъединица имеет центр связывания и расщепления ГТФ. Поэтому этот белок называется ГТФ-связывающим белком, или G-белком;
в результате связывания гормона с рецептором происходит изменение конформации G-белка, уменьшение его сродства к молекуле ГДФ, с которой он связан в отсутствие гормонального сигнала, и увеличение сродства к ГТФ. Присоединение ГТФ вызывает конформационные изменения в G-белке и диссоциацию его на субъединицы: субъединицу α, связанную с ГТФ (α-ГТФ), димер βγ;
α-ГТФ имеет высокое сродство к аденилатциклазе, его присоединение приводит к активации последней, поэтому α-ГТФ - регуляторный белок, а данный механизм активации аденилатциклазы называют активацией ферментов в результате присоединения регуляторных белков.
Регуляция каталитической активности ферментов ассоциацией/диссоциацией протомеров.
Протеинкиназы - группа ферментов, катализирующих перенос остатка фосфорной кислоты с АТФ на специфические ОН-группы аминокислотных (серин, треонин, тирозин или гетероциклической аминогруппы гистидина) остатков белков (вызывают фосфорилирование белков). Механизмы активации различных протеинкиназ неодинаковы. (Геном человека содержит около пятисот генов протеинкиназ, которые составляют около двух процентов всех генов. Протеинкиназы регулируют клеточный цикл, рост и дифференцировку клеток, апоптоз. Нарушения работы протеинкиназ приводят к различным патологиям, в том числе, к возникновению некоторых видов рака. Для лечения опухолей такой этиологии разрабатывают лекарства, ингибирующие специфические протеинкиназы).
Протеинкиназа А (цАМФ-зависимая) состоит из 4 субъединиц 2 типов: 2 регуляторных (R) и 2 каталитических (С). Такой тетрамер не обладает каталитической активностью. Регуляторные субъединицы имеют участки связывания для циклического 3',5'-АМФ (цАМФ), по 2 на каждую субъединицу. Присоединение 4 молекул цАМФ к 2 регуляторным субъединицам приводит к изменению конформации регуляторных протомеров и к диссоциации тетрамерного комплекса, при этом высвобождаются 2 активные каталитические субъединицы. Такой механизм регуляции обратим. Отщепление молекул цАМФ от регуляторных субъединиц приведёт к ассоциации регуляторных и каталитических субъединиц Протеинкиназы А с образованием неактивного комплекса.
Регуляция активности аденилатциклазы. Гормон (Г), взаимодействуя с рецептором (R) на поверхности клеток, приводит к уменьшению сродства ГТФ-связывающего белка (G-белка, состоящего из протомеров α, β, γ) к ГТФ и увеличению сродства к ГТФ. Присоединение молекулы ГТФ к активному центру G-белка вызывает диссоциацию комплекса на субъединицы α-ГТФ и димер βγ. Комплекс α-ГТФ активирует аденилатциклазу, что способствует синтезу из АТФ внутриклеточных регуляторных молекул цАМФ. АЦ - аденилатциклаза, ПКА - протеинкиназа А, Рi - Н3РО4.